Es stellt sich heraus, dass biologische Roboter das Neuronenwachstum fördern, wenn sie frei sind!

Wissenschaftler der Tufts University haben eine bahnbrechende Entdeckung gemacht: Die Atemwegszellen in unserer Lunge, die normalerweise als stationäre Zellen bekannt sind,
können sich in bewegliche biologische Roboter verwandeln, die beschädigtes Nervengewebe im Labor reparieren können.

Stellen Sie sich eine Welt vor, in der die Zellen Ihres Körpers, die als stationär und bewegungsunfähig gelten, zu winzigen Robotern werden, die beschädigtes Gewebe reparieren können.
Klingt nach Science-Fiction? Nun, nicht mehr!
Forscher der Tufts University haben eine bahnbrechende Entdeckung gemacht: Die Atemwegszellen in unserer Lunge, die allgemein als "Epithelzellen" bezeichnet werden,
können sich in bewegliche biologische "Anthroboter" verwandeln, die das Nachwachsen von Neuronen in einer Laborschale fördern können.

Früher wurde angenommen, dass Epithelzellen in den Atemwegen der Lunge nur als "Torwächter" dienen – Filter, die schädliche Substanzen aus der Luft, die wir atmen, neutralisieren.
Die Tufts-Forscher stellten sich jedoch gegen diese traditionelle Auffassung.
Anstatt die Atemwegszellen in einer gelartigen Matrix zu züchten, die sie an Ort und Stelle hält, verwendeten sie ein flüssiges Medium, das es den Zellen ermöglichte, sich frei zu bewegen.
Diese Bedingungen führten dazu, dass sich die Zellen spontan zu erstaunlichen, beweglichen Kugeln organisierten, die von winzigen, haarähnlichen "Zilien" angetrieben werden.

Wissenschaftlicher Durchbruch:

Diese Entdeckung, die in der renommierten Fachzeitschrift Advanced Science veröffentlicht wurde, präsentiert ein völlig neues Verständnis der Funktion menschlicher Zellen.
Bisher wurde angenommen, dass die Atemwegszellen, sogenannte Epithelzellen, nur dazu dienen, schädliche Substanzen aus der Luft, die wir atmen, zu neutralisieren.
Diese Studien zeigen jedoch, dass diese Zellen ein enormes zusätzliches Potenzial haben: Bewegungsfähigkeit, Selbstorganisationsfähigkeit und die Fähigkeit, die Gewebereparatur unter Laborbedingungen zu fördern.

Die Geburt der Anthroboter:

Diese beweglichen Kugeln, "Anthroboter" genannt, zeigten faszinierende Eigenschaften:

• Eigenbewegung: Die Anthroboter können sich mithilfe ihrer Zilien als Motor selbstständig in der Flüssigkeit bewegen.
• Selbstorganisationsfähigkeit: Die Zellen organisierten sich spontan zu beweglichen Kugeln, ohne dass ein externer Eingriff erforderlich war.
• Förderung des Neuronenwachstums im Labor: Wenn Anthroboter auf eine Schicht beschädigter menschlicher Nervenzellen in einer Laborschale gelegt wurden, bewirkten sie das Wachstum von neuem Nervengewebe entlang der Schadenszone. Es ist wichtig zu beachten, dass das Ergebnis nur in einer Zellkultur beobachtet wurde, und die Forscher selbst betonen, dass sie noch nicht genau wissen, wie der Prozess abläuft.

Ähnliche Forschung: Ein Forscherteam des Harbin Institute of Technology in China demonstrierte eine ähnliche Fähigkeit bei weißen Blutkörperchen.
Diese Zellen, die als Teil des Immunsystems bekannt sind, wurden als winzige "Roboter" genutzt, um Medikamente gezielt zu Tumoren im Gehirn zu transportieren, wobei sie die Blut-Hirn-Schranke überwanden (eine Studie, die 2021 in der Zeitschrift Science Robotics veröffentlicht wurde). Es handelt sich hierbei um eine Anwendung des Medikamententransports, nicht um die Gewebereparatur.

Weitreichende Implikationen:

Diese Entdeckung eröffnet eine neue Welt möglicher Optionen in der regenerativen Medizin.
Möglicherweise könnten wir in Zukunft, wenn die Forschung vom Labor auf den lebenden Körper übertragen wird, diese Anthroboter nutzen, um beschädigte Organe und Gewebe zu reparieren und sogar Alterungsprozesse zu bekämpfen.
Allerdings handelt es sich derzeit lediglich um spekulative zukünftige Möglichkeiten: Alle Ergebnisse wurden bisher unter Laborbedingungen erzielt, und es ist noch ein langer Weg bis zur medizinischen Anwendung beim Menschen.

Referenzen:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202303575